转换率18.1%!新式钙钛矿太阳能电池诞生

 公司新闻     |      2018-12-03 11:50

  为晓畅决这些题目,固体所钻研人员行使金属钛(Ti)取代有机电子传输层,设计出如图1所示的钙钛矿太阳能电池(ITO(阳极透明导电玻璃)/PTAA(有机空穴传输层)/MAPbI3/Ti/Cathode (阴极金属))组织。钻研外明,行使Ti的高粘滞性制备的Ti (10nm) 层能够完善共型地遮盖在钙钛矿外观,有利于降矮电极接触电阻,并且能够有效按捺阴极金属在钙钛矿器件中的扩散,从而有助于珍惜器件组织的完善性和安详性;另一方面,在Ti与MAPbI3的界面处,Ti与甲胺离子(MA )形成Ti-N键,能够按捺MAPbI3因外层MA 的蒸发而引首的分解,进一步挑高了器件的安详性(图2)。钻研终局表现行使Ti行为电子传输层制备的钙钛矿电池的光电转换效果已经达到18.1% (图3),这是现在金属原料与钙钛矿层直接接触器件所达到的最高效果,也是足以媲美传统PCBM行为有机电子传输层的钙钛矿太阳能电池的光电转换效果。而且相比于有机电子传输层的制备条件,Ti层的制备和成本更为浅易与矮廉。

图2. MAPbI3/Ti中界面Ti-N成键暗示图 图2. MAPbI3/Ti中界面Ti-N成键暗示图

近日,中国科学院相符胖物质科学钻研院固体物理钻研所李新化课题组与戴建明课题组配相符,在钙钛矿太阳能电池周围取得新挺进,开发了一栽无有机电子传输层的新式高效钙钛矿太阳能电池,有关钻研发外在《先辈原料》(Advanced Materials)杂志子刊Solar RRL (DOI:10.1002/solr.201800167)上。近日,中国科学院相符胖物质科学钻研院固体物理钻研所李新化课题组与戴建明课题组配相符,在钙钛矿太阳能电池周围取得新挺进,开发了一栽无有机电子传输层的新式高效钙钛矿太阳能电池,有关钻研发外在《先辈原料》(Advanced Materials)杂志子刊Solar RRL (DOI:10.1002/solr.201800167)上。

图3. 阴极金属差别的钙钛矿器件电流-电压图图3. 阴极金属差别的钙钛矿器件电流-电压图

  钙钛矿太阳能电池分为正式(n-i-p)和逆式(p-i-n)两栽组织,而逆式(p-i-n)平面组织钙钛矿太阳能电池(阳极/空穴传输层/钙钛矿/电子传输层/阴极金属)倚赖制备工艺浅易、可矮温成膜、无清晰迟滞效答等益处受到越来越众的关注。但是照样面临诸众题目:一是光电转换效果还稍显不能;二是行为钙钛矿(如:甲胺铅碘(MAPbI3))太阳能电池的中间部件有机电子传输层(如:C60、PCBM等富勒烯及其衍生物)的炎安详性差,且无法拦截金属电极在MAPbI3中的扩散;三是有机电子传输层成本腾贵等。

  该做事得到国家自然科学基金、国家自然科学基金说相符基金的资助。

图1. 逆式ITO/PTAA/MAPbI3/Ti/Cathode组织的钙钛矿器件暗示图 图1. 逆式ITO/PTAA/MAPbI3/Ti/Cathode组织的钙钛矿器件暗示图

  行为新能源中不能或缺的一片面,光伏能源的钻研挺进备受关注。其中,钙钛矿组织太阳能电池原由具有优厚的光摄取特性、带隙可调、载流子寿命长、迁移率高、制备工艺浅易、成本矮廉等益处,具有普及的行使前景,成为光伏周围的钻研炎点。

  此钻研工行为修建高效的钙钛矿太阳能电池挑供了清新思路,具有专门主要的请示意义。